側(cè)向速度已知與未知情形下智能車輛路徑跟蹤.pdf

1、隨著汽車普及率的快速增長,各種各樣的交通問題經(jīng)常發(fā)生,不僅給人們的工作和生活造成很多困擾,還導(dǎo)致了大量的人員傷亡和經(jīng)濟損失。鑒于這些交通問題的頻繁發(fā)生,大量的研究人員開始對智能車輛控制展開研究。智能車輛是一種典型的高新技術(shù)綜合體,它綜合運用了計算機學(xué)、機器人學(xué)、傳感器、控制器、信息通信等技術(shù),在很多工程領(lǐng)域都具有廣泛的應(yīng)用前景。在智能車輛控制領(lǐng)域中,路徑跟蹤控制技術(shù)是最重要的控制技術(shù)之一,是保證車輛沿期望路徑精確跟蹤和安全行駛的關(guān)鍵。車

2、輛在進行路徑跟蹤過程中,首要的控制目標是側(cè)向控制。這樣就需要一個具有高性能的控制器來確保車輛在進行路徑跟蹤時具有處理突發(fā)的緊急情況的能力。而車輛在行駛過程中,側(cè)向速度的大小是決定車輛能否按期望路線精確行駛的一個關(guān)鍵因素。當(dāng)車輛發(fā)生側(cè)偏時,就需要控制器對車輛作出調(diào)節(jié)來使車輛回到安全的行駛狀態(tài)中,從而實現(xiàn)安全行駛。目前,針對車輛側(cè)向速度的控制技術(shù)已經(jīng)比較成熟,但這大多數(shù)都是在側(cè)向速度已知的情況下做出的研究。在實際情況中,側(cè)向速度的測量是需要

3、通過傳感器來實現(xiàn)的,但這樣的傳感器成本很高,在商用汽車領(lǐng)域難以應(yīng)用。所以本文在考慮車輛側(cè)向速度未知的情況下構(gòu)造一個擴張狀態(tài)觀測器,通過觀測器對車輛側(cè)向速度進行估計,然后控制器根據(jù)狀態(tài)觀測器所估計的側(cè)向速度施加相應(yīng)的控制,從而實現(xiàn)車輛路徑跟蹤控制。這樣既節(jié)約了成本,又提高了車輛安全性。正是這些激發(fā)了本文的研究。
　　本文的主要研究工作如下:
　　第一章,主要介紹智能車輛的研究背景與研究意義,回顧了近年來車輛路徑跟蹤控制發(fā)展現(xiàn)狀

4、。
　　第二章,主要研究在側(cè)向速度已知情形下車輛的路徑跟蹤問題。針對車輛側(cè)向速度已知的情形,建立帶有時變不確定側(cè)偏剛度的多面體線性車輛模型,并設(shè)計相應(yīng)的控制器來實現(xiàn)車輛路徑跟蹤控制。通過李雅普諾夫(Lyapunov)方法和線性矩陣不等式(LMI)方法給出控制器增益的存在條件。最后通過仿真實驗驗證所提方法的有效性。
　　第三章,主要研究在側(cè)向速度未知情形下車輛的路徑跟蹤問題。針對車輛側(cè)向速度未知的情形,建立帶有未知干擾的車輛模